数字电子技术时讯逻辑电路PPT

1、时序逻辑电路主要内容主要内容 5.1 概述5.2 时序逻辑电路的分析方法5.3时序逻辑电路的设计方法5.4若干常用的时序逻辑电路主要内容主要内容 教学要求教学要求 一一. .重点掌握的内容：重点掌握的内容：掌握时序逻辑电路的概念（同步、异步、有效状掌握时序逻辑电路的概念（同步、异步、有效状态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动）及态、无效状态、有效循环、无效循环、自启动）及电路结构特点；电路结构特点；掌握同步时序逻辑电路的一般分析方法；掌握同步时序逻辑电路的一般分析方法；掌握同步时序逻辑电路的一般设计方法掌握同步时序逻辑电路的一般设计方法;掌握同步计数器的一般设计方法；掌握同步计数器的一般设

2、计方法；了解任意进制计数器。了解任意进制计数器。5.1 概述概述 一、组合电路与时序电路的区别一、组合电路与时序电路的区别1. 组合电路：组合电路：电路的输出只与电路的输入有关，电路的输出只与电路的输入有关，与电路的与电路的前一时刻前一时刻的状态无关。的状态无关。2. 时序电路：时序电路：电路在某一给定时刻的输出电路在某一给定时刻的输出取决于该时刻电路的输入取决于该时刻电路的输入还取决于还取决于前一时刻电路的状态前一时刻电路的状态由触发器保存由触发器保存时序电路：时序电路： 组合电路组合电路+触发器触发器电路的状态与电路的状态与时间时间顺序有关顺序有关组合电路存储电路X1XpY1YmQ1QtW

3、1Wr输入输出 时序电路在任何时刻的稳定输出，时序电路在任何时刻的稳定输出，不仅不仅与与该时刻的输入信号有关，而且该时刻的输入信号有关，而且还与电路原来的还与电路原来的状态状态有关。有关。 所以，时序逻辑电路必须含有具有记忆能力的存所以，时序逻辑电路必须含有具有记忆能力的存储元件，最常用的存储元件是触发器。储元件，最常用的存储元件是触发器。 在时序逻辑电路中，既包含输出信号只取决于输入信在时序逻辑电路中，既包含输出信号只取决于输入信号的门电路部分，又包含能实现存储功能的触发器部号的门电路部分，又包含能实现存储功能的触发器部分。分。时序逻辑电路示意图时序逻辑电路示意图CPCP C C1 11 1

4、J J1 1K KX X C C1 11 1J J1 1K K&Z ZFFFF0 00Q0Q1Q1QFFFF1 1按照时序逻辑电路中触发器触发方式的不同，时序按照时序逻辑电路中触发器触发方式的不同，时序逻辑电路可以分为逻辑电路可以分为2类类: -所有的触发器共用一个时钟信号，各个触发所有的触发器共用一个时钟信号，各个触发器状态变化都在该时钟信号的作用下同时发器状态变化都在该时钟信号的作用下同时发生生 。-所有触发器不共用一个时钟信号，各个触发所有触发器不共用一个时钟信号，各个触发器状态变化有先有后。器状态变化有先有后。 二、时序逻辑电路的分类二、时序逻辑电路的分类同步时序逻辑电路同步时

5、序逻辑电路异步时序逻辑电路异步时序逻辑电路按按输输出出特特点点可可分分为为Mealy型时序逻辑电路型时序逻辑电路Moore型时序逻辑电路型时序逻辑电路电路输出不仅取决于存储电路的状态，而电路输出不仅取决于存储电路的状态，而且还决定于电路当前的输入。且还决定于电路当前的输入。电路输出仅决定于存储电路的状态，与电路输出仅决定于存储电路的状态，与电路当前的输入无关。电路当前的输入无关。二、时序逻辑电路的分类二、时序逻辑电路的分类三、时序逻辑电路的功能描述方法三、时序逻辑电路的功能描述方法逻辑方程组逻辑方程组状态表状态表状态图状态图时序图时序图逻辑电路图逻辑电路图 时钟方程时钟方程：时钟信号：时钟信号

6、CP的逻辑表达式。的逻辑表达式。特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。特性方程：描述触发器逻辑功能的逻辑表达式。驱动方程驱动方程：（激励方程）触发器输入信号的逻辑表达式。：（激励方程）触发器输入信号的逻辑表达式。状态方程状态方程：（次态方程）每个触发器次态与输入之间的逻：（次态方程）每个触发器次态与输入之间的逻辑表达式。辑表达式。 驱动方程代入特性方程得状态方程。驱动方程代入特性方程得状态方程。输出方程输出方程：输出变量的逻辑表达式。：输出变量的逻辑表达式。1. 逻辑方程组逻辑方程组CPC11J1KXC11J1K&ZFF00Q0Q1Q1QFF1例例 输出方程输出方程 -时序逻辑电路

7、的输出逻辑表达式。驱动方程驱动方程 -各触发器输入端的逻辑表达式。CPC11J1KXC11J1K&ZFF00Q0Q1Q1QFF1nnQQZ01=00JKX=110nJKQ=1.逻辑方程组时钟方程时钟方程 CP0= CP1=CP。状态方程 -将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，所得到的该触发器的次态方程。状态表 -描述输入信号、触发器现态与触发器次态和输出信号之间逻辑关系的表格。 将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中计算，求出相应的次态和输出。 1000000nnnnQJ QK QXQ=11111101nnnnnQJ QK QQQ=时序逻辑电路状态表时序逻辑电路状态表 X X

8、0 00 00 00 0 /00 0 /00 00 10 11 1 /01 1 /00 01 01 01 0 /01 0 /00 01 11 10 1 /1 0 1 /1 1 10 00 00 1 /00 1 /01 10 10 11 0 /01 0 /01 11 01 01 1 /01 1 /01 11 11 10 0 /10 0 /110nnQ Q1110/nnQQZ2. 状态表状态表 将电路现态将电路现态的各种取值的各种取值代入状态方代入状态方程和输出方程和输出方程中计算，程中计算，求出相应的求出相应的次态和输出。次态和输出。 3.状态图状态图 描述触发器的动描述触发器的动态行为，显示了

9、态行为，显示了触发器如何根据触发器如何根据当前所处的状态当前所处的状态对不同的情况做对不同的情况做出反应。出反应。 圆圈和圈中数值表示某圆圈和圈中数值表示某种状态下的编码；种状态下的编码； 箭头表示状态转换的前进方向；箭头表示状态转换的前进方向； 箭头旁边带斜线的数值分别表示输入信号（斜箭头旁边带斜线的数值分别表示输入信号（斜线左侧）和输出信号（斜线右侧）的逻辑值。线左侧）和输出信号（斜线右侧）的逻辑值。 起点：起点：现态现态终点：终点：次态次态标注：输入输出标注：输入输出即：条件和结果即：条件和结果当当X=1X=1时，时，“0000”、“0101”、“1010”、“1111”这四个状态构这四

10、个状态构成一个循环，称为成一个循环，称为 “有效循有效循环环”。 当当X=0X=0时，时，“0101”和和“1111”构成一构成一个个“有效循环有效循环”，“0101”和和“1111”称为称为“有效状态有效状态”；“0000”和和“1010”位于有效循环之外，称为位于有效循环之外，称为“无效状态无效状态”。 有效循环与无效循环有效循环与无效循环 如果每个无效状态在若干个时钟作用后都能够转如果每个无效状态在若干个时钟作用后都能够转入有效状态，进入入有效状态，进入“有效循环有效循环”，那么，称这个电路，那么，称这个电路具有具有自启动能力自启动能力；否则电路就不具有自启动能力。；否则电路就不具有自启

11、动能力。 当当X=1X=1时，电路实现的功能是四进制加法计数器；时，电路实现的功能是四进制加法计数器；当当X=0X=0时，电路实现的功能是检测时，电路实现的功能是检测2 2个连续的个连续的1 1，并且不具，并且不具有自启动能力。有自启动能力。自启动自启动4.4.时序图时序图 -描述在时钟源描述在时钟源CPCP作用下时序逻辑电路的作用下时序逻辑电路的状态及输出状态及输出随输入和时间变化的波形随输入和时间变化的波形，通常指有效循环的波形图。，通常指有效循环的波形图。 时序图清晰的描述了在输入和时钟源的作用下，时序图清晰的描述了在输入和时钟源的作用下，各个触发器状态的变化情况。各个触发器状态的变化情

12、况。 1 1 同步时序逻辑电路分析的一般步骤同步时序逻辑电路分析的一般步骤2 2 同步时序逻辑电路分析举例同步时序逻辑电路分析举例 主要内容主要内容 电路图电路图时钟方程、时钟方程、驱动方程和驱动方程和输出方程输出方程状态方程状态方程状态图、状态图、状态表状态表时序图时序图15时序电路的分析步骤：时序电路的分析步骤：45.2 时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析方法2将驱动方程代入特性方程判断电路逻判断电路逻辑功能辑功能,检查检查自启动自启动3计算2. 分析举例分析举例时钟方程时钟方程CPCPCPCP= = = =210输出方程输出方程nnnQQQY012= =驱动方程驱动方程nnQK,Q

13、J2020 = = =nnQK,QJ0101 = = =nnQK,QJ1212 = = =状态方程状态方程特性方程特性方程nnnnnnQQQQQQ2020210 = = = = nnnnnnQQQQQQ0101011= = = = nnnnnnQQQQQQ1212112= = = = 例例 5.2.1 解解 1J1KC10Q0Q1J1KC11J1KC11Q2Q1Q2Q&FF1FF0FF2CPY CP Q2 Q1 Q0Q2n+1Q1n+1Q0n+1 Y00 0 00 0 1110 0 10 1 1120 1 11 1 1131 1 11 1 0141 1 01 0 0151 0 00 0

14、 000 1 01 0 111 0 10 1 01nnQQ210= = nnQQ011= = nnQQ112= = nnnQQQY012= =000001/1011/1111/1110/1100/1/0有效状态和有效循环有效状态和有效循环010101/1/1无效状态和无效循环无效状态和无效循环能否自启动能否自启动?能自启动：能自启动： 存在无效状态，但没有存在无效状态，但没有形成循环。形成循环。不能自启动：不能自启动： 无效状态形成循环。无效状态形成循环。方法方法2 利用卡诺图求状态图利用卡诺图求状态图nnQQ210= = nnQQ011= = nnQQ112= = 11001100Q2n+1

15、Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1001100110Q1n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 1000001111Q0n+1Q2nQ1nQ0n0100 01 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 011111101000 010 110100000 001 011111 110 100010 101 000001/1011/1111/1110/1100/1/01 2 3 4 5 6CPCP下降沿触发下降沿触发Q2Q1Q0000001011111110100000Y 例例 5.2.2 时钟方程时钟方程CPCPCPCP= =

16、 = =210输出方程输出方程nnQSQY021= =nnnQQQY0122= =驱动方程驱动方程100= = = KJnnnQKSQQJ01201 ,= = =SQQKQQJnnnn102012 , = = =nnnQKQJQ = = 1nnQQ010= = 状态方程状态方程nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 = = nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 = = 解解 输入输入现态现态次态次态输出输出S Q2nQ1n Q0nQ2n+1Q1n+1Q0n+1Y1Y200000000111111110 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1

17、 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 10 0 01 1 10 0 00 00 00 00 00 00 00 00 10 00 00 00 00 01 00 01 1000 001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/001110/000/011/101101111/00能自启动能自启动012QQQS/Y1Y21/11nnnnnnnnQQQQSQQQQ021201212 = =

18、 nnnnnnnnQQQQQQQSQ010120111 = = nnQQ010= = 10110100Q2n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10010010010001 11 1010101010Q1n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10101010000001 11 1010011001Q0n+1SQ2nQ1nQ0n00 01 11 10100110010001 11 10S = 0Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10001 010 100 011101 110 000 111S = 1Q1nQ0nQ2n0100 01 11 10

19、001 010 100 011101 000 000 111方法方法2 利用卡诺图求状态图利用卡诺图求状态图000 001 /00010 /00011 /00100 /00101 /001100/001110/000/011/101101111/00当当 S = 0 时，每时，每 8 个个 CP 一个循环；一个循环；当当 S =1 时，每时，每 6 个个 CP 一个循环。一个循环。例3 试分析图示电路实现的逻辑功能。（各触发器初试分析图示电路实现的逻辑功能。（各触发器初始状态为始状态为0 0。）。） 解： 电路中三个电路中三个JKJK触发器的时钟信号是同一个时钟源触发器的时钟信号是同一个时钟源

20、CPCP，因此是同步时序逻辑电路。，因此是同步时序逻辑电路。 CPCP& Z Z C C1 1 C C1 1 C C1 11 1= =1 1FFFF0 0FFFF1 1FFFF2 21 1J J1 1K K1 1J J1 1J J1 1K K1 1K K0Q0Q1Q1Q2Q2Q1 1、列方程式：、列方程式：（1）驱动方程。CPCP&Z Z C C1 1 C C1 1 C C1 11 1=1=11 1FFFF0 0FFFF1 1FFFF2 21 1J J1 1K K1 1J J1 1J J1 1K K1 1K K0Q0Q1Q1Q2Q2Q20nJQ=21K =12nJQ=12nKQ

21、=021nnJQQ=01K=（2）输出方程。（3）状态方程。 CPCP&Z Z C C1 1 C C1 1 C C1 11 1= =1 1FFFF0 0FFFF1 1FFFF2 21 1J J1 1K K1 1J J1 1J J1 1K K1 1K K0Q0Q1Q1Q2Q2Q210nnnZQ Q Q=1121212nnnnnnQQ QQ QQ=1202nnnQQ Q=10210)nnnnQQQQ=（2、根据方程式列出状态表：、根据方程式列出状态表： 0000000 0 1/00 0 1/00010011 0 0/11 0 0/10100100 0 0/00 0 0/00110111 0

22、 0/01 0 0/01001000 1 0/00 1 0/01011010 1 0/00 1 0/01101100 1 1/00 1 1/01111110 1 0/00 1 0/0210nnnQ Q Q111210/nnnQQQZ3、画出电路的状态图：4、结论： 状态状态“000000”、“001001”、“100100”、“010010”构成有效循环，构成有效循环，电路能够实现四进制计数器功能；电路能够实现四进制计数器功能； 状态状态“110110”、“011011”、“101101”、“111111”经有限个时钟经有限个时钟周期后能够回到有效循环中，电路具有自启动能力。周期后能够回到有效

23、循环中，电路具有自启动能力。 即该电路为具有自启动能力的四进制计数器。 当状态为当状态为“001001”时，时，Z Z输出输出1 1信号，可以把信号，可以把Z Z信号看信号看成是成是“001001”状态的检测电路。即检测到状态的检测电路。即检测到“001001”状态状态时，时，Z Z输出输出1 1信号。信号。15.3 时序电路的基本设计方法时序电路的基本设计方法1. 设计的一般步骤设计的一般步骤时序逻辑时序逻辑问题问题逻辑逻辑抽象抽象状态转换状态转换图（表）图（表）状态状态化简化简最简状态最简状态转换图（表）转换图（表）电路方程式电路方程式（状态方程）（状态方程）求出求出驱动方程驱动方程选定触

24、发选定触发器的类型器的类型逻辑逻辑电路图电路图检查能否检查能否自启动自启动2. 设计举例设计举例按如下状态图设计时序电路。按如下状态图设计时序电路。000/0/0/0/0/0001010011100101/1nnnQQQ012 解解 已给出最简状态图，若用同步方式：已给出最简状态图，若用同步方式：00 01 11 1001 nQ2nnQQ01Y000001 02QQY = =为方便，略去为方便，略去右上角右上角 标标n。00 01 11 1001 nQ2nnQQ0110 nQ101010 010QQn= = 11 nQ0100101211QQQQQQn = = 12 nQ0011020112Q

25、QQQQn = = 例例 5. 3.1 010QQn= = 0101211QQQQQQn = = 020112QQQQQn = = 选用选用 JK 触发器触发器100= = = KJ01021 , QKQQJ= = =约束项约束项022201)(QQQQQQ = =02201201QQQQQQQQ = =02201QQQQQ = =CP1KC1FF1&1JY1J1KC1FF01KC1FF2&1J1&110111000能能自启动自启动/0/102012 QK,QQJ= = = 例例 5.3.2 按如下状态图设计时序电路。按如下状态图设计时序电路。000 /00001010

26、011100101 /00 /001/001/001101/001111/00nnnQQQ012P/Y1Y2 解解 CPCPCPCP= = = =210 0100PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000000000001 11 10Y1 0000PQ2nQ1nQ0n00 01 11 10000001000001 11 10Y2nnQQPY011= =nnnQQQY0122= =选用上升沿触发的选用上升沿触发的 D 触发器触发器000 /00001010011100101 /00 /001/001/001101/001111/00010QQn= = 010111QQQQQn = = 01

27、2021212 QQQPQQQQQn = = = D0= D1= D2Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q0n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 1

28、1 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1Q1nQ0n 0 1 10 0 00 1 00 0 1PQ2n00 01 11 100 1 11 0 00 1 00 0 11 1 10 0 01 1 01 0 10001 11 10Q2n+1 Q2n+1 Q0n+11/1 例例 5.3.3 设计设计 一个串行数据检测电路，要求输入一个串行数据检测电路，要求输入3 或或 3 个以上数据个以上数据1时输出为时输出为 1，否则为，否则为 0。 解解 S0 原始状态原始状态(0)S1 输入输入1个个1S2 连续输入连续输入 2

29、 个个 1S3 连续输入连续输入 3 或或 3 个以上个以上 1S0S1S2S3X 输入数据输入数据Y 输出入数据输出入数据0/01/00/01/00/00/01/1S0S1S20/01/00/01/00/01/10/00/0等价状态：原始状态图中，凡是等价状态：原始状态图中，凡是在输入相同的情况下，输出相同，在输入相同的情况下，输出相同，要转换到的次态也相同的状态，要转换到的次态也相同的状态，就称为等价状态。就称为等价状态。S0S1S20/01/00/01/00/01/1M = 3，取取 n = 2S0 = 00S1 = 01S2 = 110001110/01/00/01/00/01/1Q1

30、nQ0nX0100 01 11 10Y000001 nXQY1= =Q11nnXQQ011= = Q01XQn= = 10nnXQQ011= = nnnnQXQQXQ1010 = =nnQXQ01 约束项约束项nnnQXQXQ101 = =XQn= = 10nnQXXQ00 = =nXQJ01= =XK = =1XJ = =0XK = =0nXQY1= =&CPX1Y1J1KC1FF0Q0无效状态无效状态 10000010000/01111 111/1能自启动能自启动Q11KC1FF1&1J选选 JK ( ) 触发器触发器, ,同步同步方式方式5.4.1 计数器的特点和分类计数

31、器的特点和分类一、计数器的功能及应用一、计数器的功能及应用1. 功能：功能： 对时钟脉冲对时钟脉冲 CP 计数。计数。2. 应用：应用：分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列、进行数字运算等。序列、进行数字运算等。二、计数器的特点二、计数器的特点1. 输入信号：输入信号：计数脉冲计数脉冲 CPMoore 型型2. 主要组成单元：主要组成单元：时钟触发器时钟触发器三、三、 计数器的分类计数器的分类按数制分：按数制分：二进制计数器二进制计数器十进制计数器十进制计数器N 进制进制( (任意进制任意进制) )计数器计数器按计数按计数方式分：方式分：加法计数器加法计数器减法计数

32、器减法计数器可逆计数可逆计数 (Up-Down Counter)按时钟按时钟控制分：控制分：同步计数器同步计数器 (Synchronous )异步计数器异步计数器 (Asynchronous )按开关按开关元件分：元件分：TTL 计数器计数器CMOS 计数器计数器计数器计数器计数容量计数容量、长度长度或或模模的概念的概念 计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效计数器能够记忆输入脉冲的数目，即电路的有效状态数状态数 。3 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：823= = =M00001111/14 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：000111/11624= = =

33、Mn 位二进制同步加法计数器：位二进制同步加法计数器：nM2= =000001011111110100/0010101/0/0/0/0/0/0/100 01 11 1001 nQ2nnQQ01Y00000001210YQ Q Q=111210nnnQQQ00 01 11 1001 nQ2nnQQ01001 010011100101 11011100011 nQ12 nQ00 01 11 1001 nQ2nnQQ010110011000 01 11 1001 nQ2nnQQ0100011110010QQn= = 110110nQQ QQ Q=121202012nnnnnnnnQQ QQ QQ Q

34、 Q=10 nQ00 01 11 1001 nQ2nnQQ0110101010选用选用 JK 触发器触发器,其特性方程为：其特性方程为：100= = = KJ110JKQ=2210 JKQQ=1nnnQJQKQ=对状态方程进行变换，有：对状态方程进行变换，有：100011nnQQQ= 110110nQQ QQ Q=121202012012102nnnnnnnnnnnnnnQQ QQ QQ Q QQ Q QQ Q Q=求驱动方程，有：求驱动方程，有：J0= K0 =1J1= K1 = Q0J2= K2 = Q1Q0CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q

35、2Q0Q1Q2串行进位串行进位触发器触发器负载均匀负载均匀CP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF2&CQ0Q1Q2Q0Q1Q2并行进位并行进位低位触发低位触发器负载重器负载重(一一) 二进制同步加法计数器二进制同步加法计数器FF2、FF1、FF0Q2、Q1、Q0按计数规律进行级联按计数规律进行级联 CPQ2Q1Q0C0123456780 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 0000000010C = Q2n Q1n Q0n Carry向高位的进位向高位的进位来一个来一个CP翻转一次翻转一次J0= K0 = 1当当Q0=

36、1，CP到来即翻转到来即翻转J1= K1 = Q0当当Q1Q0=1，CP到来即翻转到来即翻转J2= K2 = Q1Q0= T0= T1= T2 1-00121= = = = =ijnjnnniniiQQQQQTB = Q2n Q1n Q0nBorrow若用若用T 触发器：触发器：(二二) 二进制同步减法计数器二进制同步减法计数器CP Q2Q1Q0B012345670 0 01 1 11 1 01 0 11 0 00 1 10 1 00 0 110000000012FF FF FF、012 QQQ、 向高位发出的借位信号向高位发出的借位信号T0 = 1T1=Q0nT2= Q1n Q0n级联规律：

37、级联规律： 1-00121= = = = =ijnjnnniniiQQQQQTCP1J1KC1FF011J1KC1FF11J1KC1FF1&BQ0Q1Q2Q0Q1Q2(三三) 二进制同步可逆计数器二进制同步可逆计数器单时钟输入二进制同步可逆计数器单时钟输入二进制同步可逆计数器加加/ /减减控制端控制端 0/= =DU加计数加计数T0 = 1、T1= Q0n、 T2 = Q1nQ0n /012nnnQQQBC= = 1/= =DU减计数减计数T0 = 1、T1= Q0n、 T2= Q1nQ0nnnnQQQBC012 /= =CPQ01J1KC1FF01Q0Q21J1KC1FF2Q2Q11

38、J1KC1FF1Q1U / D 1&1&1&1C/B(四四) 集成二进制同步计数器集成二进制同步计数器1. 集成集成 4 位二进制同步加法计数器位二进制同步加法计数器1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9VCC CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LDCR CP D0 D1 D2 D3 CTP 地地引脚排列图引脚排列图逻辑功能示意图逻辑功能示意图Q0 Q1 Q2 Q3CTTLDCOCPCTPCR D0 D1 D2 D30 0 0 00 0 1 1 0 0 1 1CR = 0Q3 Q0 = 0000同步同步并行置数并行置数CR=1，L

39、D=0，CP 异步异步清零清零Q3 Q0 = D3 D0 1) 74LS161 和和 74LS163置数控制端置数控制端清零端清零端并行输入数并行输入数据端据端工作状态控工作状态控制端制端进位信号进位信号输出端输出端74161的状态表的状态表 输输 入入 输输 出出 注注CR LD CTP CTT CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1CO 0 1 0 d3 d2 d1d0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 d3 d2 d1 d0 计计 数数 保保 持持 保保 持持 0清零清零置数置数CR = 1, LD = 1, CP ，CTP

40、= CTT = 1 二进制同步加法计数二进制同步加法计数CTPCTT = 0CR = 1，LD = 1，保持保持若若 CTT = 0CO = 0若若 CTT = 1nnnnQQQQCO0123= =74163 2) CC4520VDD 2CR 2Q32Q22Q12Q02EN2CP1CP1EN1Q0 1Q1 1Q1Q31CR VSS1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9Q0 Q1 Q2 Q3EN CP CR21使能端使能端也可作也可作计数脉计数脉冲输入冲输入计数脉计数脉冲输入冲输入也可作也可作使能端使能端异异步步清清零零 输输 入入 输输 出出CR EN CP

41、Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0加加 计计 数数加加 计计 数数 保保 持持 保保 持持 2. 集成集成 4 位二进制同步可逆计数器位二进制同步可逆计数器1) 74191（单时钟）（单时钟）Q0 Q1 Q2 Q3U/DLDCO/BOCPCTD0 D1 D2 D3RC加计数时加计数时CO/BO= Q3nQ2nQ1nQ0n并行异并行异步置数步置数减计数时减计数时CO/BO= Q3nQ2nQ1nQ0nCT = 1,CO/BO = 1时，时，CPRC = =CTBOCOCPRC = =/1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 1

42、3 12 11 10 9D1 Q1 Q0 CT U/D Q2 Q3 地地VCC D0 CP RC CO/BO LD D2 D3LD CT U/D CP D3 D2 D1 D0Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 d3 d2 d1 d0 1 0 0 1 0 1 1 1 d3 d2 d1 d0加加 法法 计计 数数 减减 法法 计计 数数 保保 持持 （8421BCD 码）码）(一一) 十进制同步加法计数器十进制同步加法计数器0123QQQQ00000001/00010/00011/00100/00101/00110/0011110001001/0/0/0/100000000Q3nQ

43、2nQ1nQ0n00 01 11 10 10 0001 11 10CCPCPCPCPCP= = = = =3210 nnQQC03= =CP1KC1FF2&1JC1J1KC1FF01KC1FF3&1J1&Q1Q01KC1FF1&1J&Q2Q3Q3Q1nQ0nQ3nQ2n 00 01 11 100001 11 10Q3n+1 Q2n+1 Q1n+1 Q0n+1 0 0 0 10 1 0 11 0 0 1 0 0 0 00 0 1 00 1 1 00 1 0 01 0 0 00 0 1 10 1 1 1 nnQQ010= = nnnnnnQQQQQQ0101

44、311 = = nnnnnnnnQQQQQQQQ021201212 = = nnnnnnQQQQQQ0301213 = = 状态方程状态方程选择选择下降沿下降沿、JK 触发器触发器驱动方程驱动方程J0 = K0 = 1,J1= Q3nQ0n, K1= Q0J2 = K2 = Q1nQ0nJ3 = Q2nQ1nQ0n , K3 = Q0n 逻辑图逻辑图检查能否自启动检查能否自启动将无效状态将无效状态1010 1111代入状态方程：代入状态方程：1010 1011 01001110 1111 10001100 1011 0100能自启动能自启动nnQQC03= =(二二) 十进制同步减法计数器十进制同步减法计数器00001001/11000/00111/00110/00101/00100/0001100100001/0/0/0/0(略略)(三三